Ґрунтові фактори

З ґрунту рослини добувають воду і розчинені в ній поживні речовини у формі легкорозчинних солей. Але, крім легкорозчинних солей, так званих засвоюваних сполук, основна маса тих же ж елементів азотного і вуглецевого живлення знаходиться в ґрунті у вигляді нерозчинних, незасвоєних сполук, які уявляють собою резервний фонд поживних речовин. Під впливом хімічних і біологічних факторів такі нерозчинні органічні і мінеральні сполуки переходять в розчинні поживні речовини, що легко засвоюються рослинами.

Велике значення в житті рослин мають органічні речовини. Органічна частина ґрунту представлена залишками рослин і тварин, мікроорганізмами, продуктами розкладу органічних речовин (перегній, гумус).

Джерелом азоту, одного з найважливіших елементів живлення, є органічні речовини. Зольні елементи можуть утворюватися в результаті вивітрювання мінеральної частини ґрунту, або ж мінералізації органічних речовин, однак основне значення мають органічні речовини. Таким чином, органічні речовини, що знаходяться в ґрунті, є головним джерелом у використанні рослинами азоту і елементів зольного живлення виключно велике.

Слід зазначити, що лучні трави, як правило, виносять з ґрунту більшу кількість основних елементів живлення в порівнянні, наприклад, з польовими культурами. Такі культури, як пшениця, овес, горох, при нормальних врожаях виносять з 1 га в середньому 50 кг азоту, 15-20 кг фосфору,24-34 кг калію, тоді як лучні трави поглинають з такої ж площі азоту приблизно 80 кг, фосфору 30 кг, калію 100 кг.

Злакові і бобові трави пред'являють різні вимоги до окремих елементів живлення. Так, для кращого росту і розвитку злаків потрібна найбільша кількість азоту в формі аміачних солей і нітратів (азотні сполуки, отримані в результаті процесу нітрифікації), тоді як бобові трави самі засвоюють азот повітря за допомогою азотофіксуючих бактерій. Бобовим більше потрібне фосфорне і калійне живлення.

Слід зазначити, що в одних і тих самих рослин потреба в елементах живлення змінюється в різні фенологічні фази. Так, лучні злаки особливу потребу в азоті відчувають в фазі кущіння, в фосфорі - в початкові фази росту (після посіву до кущіння), в калії – в фазі кущіння і виходу в трубку.

З метою підвищення врожайності запас азоту, фосфору і калію доцільно поповнювати внесенням органічних і мінеральних добрив. Різні види кормових трав по-різному ставляться до вмісту в ґрунті поживних речовин, кислотності, лужності, засоленості і т.д. Цінні кормові злакові і бобові трави, як правило, краще ростуть і розвиваються на ґрунтах, добре і середньо забезпечених поживними речовинами. У випадку погіршення режиму живлення ці трави витісняються малоцінними кормовими травами, в результаті чого на природних сінокосах і пасовиськах, особливо на бідних ґрунтах, понижується не лише врожайність, але і якість кормової продукції.

Такі кормові злаки, як костер безостий, тимофіївка лучна, грястиця збірна, тонконіг лучний та інші, а також багато цінних бобових (конюшина, горошок мишачий та ін.) краще зростають на ґрунтах слабокислих, нейтральних і слаболужних.

На кислих ґрунтах можуть рости біловус стирчачий, луговик дернистий, ососка сірувата, та ін., а на лужних ґрунтах - кермек та деякі інші тр.

Для підвищення врожайності трав на кислих ґрунтах вносять вапно, а на лужних - гіпс.

На засолених ґрунтах (солончаках і солонцях) (луж.) зростає група трав, пристосована до засолених ґрунтів. На солончаках ростуть галофіти (солелюби), які розповсюджені в напівпустелях і пустелях Казахстану і Середньоазіатських республік (солерос, солянки, ажрин та ін.). На солонцях зростають пустельні і напівпустельні напівчагарники (полин, прутняк, ромешник та ін.), а також ксерофіти (житняк пустельний).

Деякі рослини пристосовуються до різних ґрунтів (підзоли, піски, вапняки), але зовсім не ростуть на засолених ґрунтах.

На пісках зростають рослини, що називаються псаммофітами. Вони мають здатність швидко розвивати головний корінь до зволоженого горизонту (на глибину 50 см), а потім в зволоженому горизонті швидко утворюють бічні корені значної довжини (10-20 см). Такими рослинами є : в пустелях на рухомих пісках - жузгуни, селіни, піщана акація, саксаул білий, а на зарослих пісках - осока здута і різні види полину; в напівпістелі на рухомих пісках – піщаний овес (кияк), кумарчик, жузгуни, а на зарослих пісках - полин піщаний, полин білий, прутняк та ін.

В ґрунті завжди міститься повітря, яке заповнює собою пори, вільні від води. Повітря в ґрунті необхідне для нормального розвитку рослин. В порівнянні з атмосферним ґрунтове повітря містить менше кисню, але значно більше вуглекислого газу, який накопичується в результаті дихання рослин і життєдіяльності мікроорганізмів.

що за видовим складом життєві форми у рослинності газонів представлені непропорційно, а за періодом цвітіння переважають види, що цвітуть під кінець весни та на початку літа. Проаналізуємо ці життєві особливості рослин газонів детальніше.

Особливості розташування бруньок відновлення у різних видів трав’яних рослин газонів мають вирішальне значення при відборі стійких до несприятливих екзогенних впливів ценопопуляцій. Найбільш присто­сованими до витоптування, пересихання та промерзання ґрунту є види рослин, бруньки відновлення яких сховані в ґрунті і забезпечені вологою. За К. Раункієром [172] виділяють наступні життєві форми рослин, які вказані для кожного виду у додатку Б.1.

Hанофанерофіти – рослини, бруньки відновлення яких знаходяться над поверхнею ґрунту (на висоті не менше, ніж 30 см) і захищені лише бруньковою лускою. У складі фітоценозів газонів виявлено лише два види нанофанерофітів, які зустрічаються порівняно рідко. Це Parthenocissus quinquefolia та Sambucus nigra.

Гелофіти – трав’яні рослини, у яких бруньки відновлення сховані в ґрунті; зростають на ґрунтах, насичених водою. Найчастіше гелофіти у рослинності газонів представлені Agrostis stolonifera, Rorippa sylvestris. Перший вид часто виступає у якості едифікатора, або субедифікатора рослинних угруповань.

Гемікриптофіти – багаторічні трав’яні рослини, в яких бруньки відновлення знаходяться в поверхневому шарі ґрунту і захищені рослинним опадом, підстилкою і снігом. Серед них найчастіше зустрічаються Lolium perenne, Festuca rubra, Taraxacum officinale, Trifolium repens, Aegopodium podagraria, Dactylis glomeratа, Plantago major, Poa pratensis, Elytrigia repens, Phleum pratense, Trifolium pratense, Achillea submillefolium, Arctium tomentosum, Glechoma hederacea, Potentilla anserina. Ці види переважно виступають в якості едифікаторів та субедифікаторів рослинних угруповань газонів.

Геофіти – багаторічні трав’яні рослини, у яких бруньки відновлення сховані в ґрунті (цибулькові, кореневищні, клубнецибулькові, клубневі). В фітоценозах газонів найчастіше зустрічаються Calamagrostis epigeios, Cirsium vulgare, Cirsium setosum, Galium mollugo. В переважній більшості випадків ці рослини є субедифікаторами фітоценозів газонів.

Терофіти – однорічні трав’яні рослини. В фітоценозах газонів найчастіше зустрічаються Poa annua, Impatiens parviflora, Chamomilla suaveolens, Polygonum convolvulus, Polygonum aviculare, які в переважній більшості випадків є субедифікаторами рослинності газонів.

Таким чином, найкраще пристосованим до екологічних умов газонів, зокрема до несприятливого впливу зовнішніх чинників, є гемікриптофіти. Тому їх видове різноманіття у рослинності газонів представлене найширше. Очевидно, що другим важливим механізмом пристосування рослин до витоптуваня, скошування, випасу, вимерзання, висихання є наявність потужної багаторічної кореневої системи з чисельними бруньками відновлення, яка забезпечує їх високу життєвість і виживання в екстремальних умовах. Тому, штучно моделюючи рослинність газонів серед автохтонних видів, перспективних інтодуцентів та їх декоративних форм, слід надавати перевагу рослинам, здатним утворювати довговічну, потужну і щільну дернину. Їх коренева система забезпечить як тривалу стабільність едифікаторної ценопопуляції, так і обмежить можливість проникнення до складу рослинних угруповань газонів інших видів рослин, які можуть виявитися небажаними з огляду на їх невідповідні декоративні якості.

Добре пристосовані до виживання в умовах газонів і до конкурентних стосунків з гемікриптофітами є геофіти – багаторічні трав’яні рослини, що мають добре розвинені, проникаючі на значну глибину кореневі системи – цибулькові, кореневищні, клубнецибулькові, клубневі, на поверхні яких в ґрунті розташовані бруньки відновлення. Здебільшого, це небажані у складі угруповань газонів рослини, що пов’язано з їх низькою декоративністю. Такими є представники родів Cirsium, Galium, Onopordum.

Однак, деякі види геофітів ефемероїдів могли б ефективно прикрасити газони ранньою весною. Це наприклад Leucojum vernum L. та Ficaria verna Huds. Очевидно, що ці особливості варто враховувати при проектуванні газонів.

Масова поява у складі рослинності газонів терофітів (однорічних трав’яних рослин) зумовлена, звичайно, значною площею оголеного ґрунту, що сприяє проростанню їх насіння (додаток Б.2). Серед них є чимало зовнішньо малопривабливих рослин. Тому, інтенсивний догляд за поверхнею ґрунту на газонах зі щільною дерниною є небажаним і веде до втрати їх декоративних властивостей.

Рослини інших життєвих форм, наприклад гідрофіти, з’являються у складі фітоценозів газонів лише за умови виникнення специфічної гігротопічної ситуації, локального перезволоження поверхні ґрунту.

В межах виділених груп рослин різних життєвих форм в умовах газонів, що зазнають скошування та витоптування найбільш пристосованими до генеративного розмноження є ті види, які цвітуть і плодоносять навесні і на початку літа, ще до скошування (див. табл. 3.4). Серед найбільш поширених видів рослин газонів це такі: Glechoma hederacea, Poa annua, Poa pratensis, Trifolium repens, Potentilla anserina, Phleum pratense, Polygonum aviculare, Trifolium pratense, Dactylis glomerata, Aegopodium podagraria. Рослини, що плодоносять у другій половині літа, зазвичай, в умовах урбогенного середовища (скошування, витоптування, пересихання грунту тощо) не в стані дати значну кількість насіння. Потенційно можуть давати надійне насіннєве потомство і види пізнього цвітіння, насіння котрих визріває у жовтні, коли відпадає небезпека пересихання газонів, і коли їх вже не скошують. Серед найбільш поширених рослин це такі види: Trifolium repens, Plantago major, Lolium perenne, Achillea submillefolium, Arctium tomentosum, Poa annua, Polygonum aviculare.

Виходячи з наведеного, можна пояснити кількісне представництво конкретних ценопопуляцій у рослинності газонів, передбачити напрямки її спонтанного розвитку.

З великого різноманіття злаків при вирощуванні високоякісних газонів у різних країнах отримали застосування лише деякі види. Висока якість газонів здебільшого залежить від форм, що систематично покращуються. Не зважаючи на це, знати деякі біологічні особливості трав, що входять до складу травосумішей, їх морфологічні характеристики (висоту рослин, ширину листових пластинок, їх забарвлення) і особливості агротехніки дуже важливо, щоб визначити яку травосуміш з переважанням яких трав нам слід вибрати при покупці, або створити самим для влаштування газону певного типу. Тому немаловажне значення має інформація про географічне розташування рослин та їх природне зростання, що дозволяє робити висновки про пристосування різних видів до певних екологічних умов і дає можливість знайти ці рослини в природі для збору посівного матеріалу.

Вибір рослин повинен базуватись і на інших цінних господарських ознаках: характері кущіння, його стабільності на протязі вегетаційного періоду при високому проективному вкритті ґрунту; рівномірному розподілі пагонів по поверхні, їх рясності, характері розташування листків по стеблу і зосередженні значно більшої їх кількості в нижній частині пагона; утворенні потужної і розгалуженої кореневої системи; ранньої вегетації навесні і пізнім закінченням розвитку восени; швидкості відростання після скошування. Основними критеріями в оцінці якості газонних трав є: зимостійкість, посухостійкість, іноді тіневитривалість і надання переваги вологим ґрунтам, швидке задерніння ґрунту, стійкість рослин до витоптування, шкідників, хвороб, довголіття. Маючи таку інформацію, можна робити висновки про можливість використання різних рослин для створення газонів.

Еколого-біоморфологічна класифікація газонних трав складає теоретичну та практичну основу вивчення біологічних властивостей видів трав при створенні стійких довговічних газонів. Газоноутворюючі трави класифікуються за життєвими формами окремо за біологічними та екологічними морфами, які є рівнозначні в газонних травостоях [Лаптев,1983] (Рис.1.1).

Штучні травостої найчастіше представлені травосумішами, де при аналізі як окремого виду, так і всього фітоценозу розрізняють наступні біологічні морфи: одно-, дво- та багаторічники різного способу розмноження, типу пагоноутворення, розеточності, кущіння, кореневої системи, ярусності в травостої та типу розвитку.

Однорічні трави на протязі одного вегетаційного періоду цвітуть, утворюють зріле насіння і відмирають. У дворічних трав життєвий цикл триває два роки. В перший рік розвивається вкорочене стебло з листками, найчастіше у вигляді прикореневої розетки. На другий рік виростає квітконосний пагін, рослини цвітуть, плодоносять і, утворюючи зріле насіння, відмирають. Тривалість життя багаторічних трав складає понад два роки. При цьому щозими у них відмирає надземна частина, а навесні з підземних органів, на яких є бруньки відновлення, знову розвиваються квітконосні пагони, рослини цвітуть, плодоносять, а до зими знову відмирають. Перше цвітіння цих рослин починається з другого – третього року життя або пізніше. Більшість видів газонних трав – багаторічники.

За висотою росту в складних травостоях вони представлені трьома ярусами. У верхньому ярусі розташовані світлолюбові трави; їх називають верховими. Вони формують крупні (заввишки приблизно 100 см) грубі стебла і листки, мало кущаться. До цієї групи відносять: грястицю збірну, костер безостий, лисохвіст лучний, люцерну посівну та ін. Низові трави в травостої займають нижній ярус. Висота їх 50-70 см, пагони тонкі з вузьким листям. Після скошування сильно кущаться, утворюючи густу масу приземних вкорочених стебел і листків. До цієї групи належать: тонконіг лучний, костриця червона, мітлиця тонка і біла, гребінник звичайний, конюшина повзуча, лядвенець рогатий та ін. Напівверхові трави займають проміжне положення між низовими і верховими. В складних травостоях ростуть у другому ярусі. Утворюють багато вкорочених вегетативних пагонів та кущ середньої щільності. Після скошування швидко відростають та добре кущаться. До цієї групи віднесені: пажитниця багаторічна, райграс багатоквітковий, костриця лучна, тимофіївка лучна, конюшина гібридна. Для посіву на газонах найбільш придатними є низові злаки, які утворюють низькорослі і сильно галузисті кущі, але до складу газонних сумішей часто вводять і верхові злаки теж.

Класифікація життєвих форм розроблена датським вченим К.Раункієром, котрий визначив життєву форму як “вираз здатності певних груп рослин до розселення та закріплення на території, до їхньої участі у формуванні рослинного покриву”. В основу його класифікації покладена концепція про захи­щення бруньок відновлення, положення їх відносно поверхні землі. Особливості розташування бруньок відновлення у різних видів трав’яних рослин газонів мають вирішальне значення при відборі стійких до несприятливих екзогенних впливів ценопопуляцій. Виділяють наступні життєві форми рослин: Hанофанерофіти – рослини, бруньки відновлення яких знаходяться над поверхнею ґрунту (на висоті не менше, ніж 30 см) і захищені лише бруньковою лускою. У складі газонів Львівщини виявлено лише два види нанофанерофітів, які зустрічаються порівняно рідко. Це Parthenocissus quinquefolia та Sambucus nigra. Гелофіти – трав’яні рослини, у яких бруньки відновлення сховані в ґрунті; зростають на ґрунтах, надмірно насичених водою. Гемікриптофіти – багаторічні трав’яні рослини, в яких бруньки відновлення знаходяться в поверхневому шарі ґрунту і захищені рослинним опадом, підстилкою і снігом. Надземні пагони таких рослин відмирають на початку несприятливого (зимового) періоду. Геофіти – багаторічні трав’яні рослини, у яких бруньки відновлення сховані в ґрунті і закладаються в підземних органах – цибулинах, кореневищах, коренях (цибулькові, кореневищні, клубнецибулькові, клубневі). В фітоценозах газонів Львівщини найчастіше зустрічаються Calamagrostis epigeios, Cirsium vulgare, Cirsium setosum, Galium mollugo. Терофіти – життєва форма рослин, які проходять цикл розвитку протягом вегетаційного періоду іне закладають бруньок відновлення (однорічні трав’яні рослини).

Екологічний аналіз передбачає визначення морф трав'янистих газоноутворювачів за поширенням, відношенням до клімату, тепла, освітленості, родючості та вологості умов місцезростання, за відношенням до засолення або конкретного лімітуючого фактора в ґрунті.

У забезпеченні рослин водою і мінеральними солями важливу роль відіграє коренева система, розвиток якої обумовлюється грунтово-кліматичними умовами. Рослини посушливих місцезростань розвивають глибоку стрижневу кореневу систему (до 4-8 м); рослини лучних угруповань з неглибоким рівнем залягання ґрунтових вод мають пальчасту, мичкувату або стрижневу кореневу систему на заболочених ділянках (корені розміщені на глибині 0-20 см). За вимогливістю до води рослини поділяються на чотири екологічні типи: гідрофіти, гігрофіти, мезофіти, ксерофіти. Гідрофіти – це рослини, які повністю або більшою частиною свого тіла занурені у воду. Такі рослини дуже вимогливі до забезпечення водою і населяють моря, озера, річки тощо. Гігрофіти – це суходільні рослини, що ростуть в умовах високої вологості повітря і великого зволоження грунту, постійно або тимчасово обводнених місцезростань. Вони не зазнають дефіциту вологи, хоча більша частина їхнього тіла знаходиться в повітряному середовищі. Мезофіти – це рослини, котрі вимагають для свого розвитку помірного зволоження. Ксерофіти – це рослини, які живуть у засушливих місцевостях, оскільки можуть розвиватися в умовах високої повітряної та ґрунтової сухості. Вони маловимогливі до води, завдяки чому беруть помітну участь в рослинному покриві Степу та Лісостепу України. Ксерофіти відзначаються низькорослістю, високим ступенем галуження та скупченості пагонів, у результаті чого виникають плоскі або напівсферичні подушкоподібні форми рослин.

На розвиток рослин істотно впливає хімічний склад грунту. Рослини чутливо реагують на вміст у грунті макро- та мікроелементів, завдяки чому вони можуть служити індикаторами кислотності, засоленості, а також забезпечення ґрунту азотом, кальцієм, магнієм, калієм та іншими поживними речовинами.

За вимогливістю до кислотності ґрунту виділяються такі групи рослин:

Ацидофіли – рослини, що зростають на кислих і дуже кислих ґрунтах (рН 2,4 – 6,0), здебільшого на сфагнових болотах і кислих болотистих луках. Нейтрофіли – рослини, які ростуть при нейтральних умовах ґрунтового розчину (рН 6,7 – 7,0). Базофіли – рослини, приурочені до ґрунтів з лужною реакцією ґрунтового розчину (рН більше 7,0). Індиферентні рослини не виявляють чіткої вимогливості до кислотності ґрунтового розчину і ростуть як на кислих, так і на вилугуваних ґрунтах.

За вибагливістю до до валового вмісту поживних речовин у грунті рослини поділяються на три екологічні групи: мегатрофні (евтрофні), мезотроні й оліготрофні. Мегатрофи вимагають грунтів з високим вмістом поживних речовин. Індикаторами евтрофності можуть служити кропива дводомна, копитняк європейський тощо. Мезотрофи – це рослини з помірною вимогливістю до водно-мінерального живлення. Оліготрофи мало вимогливі до умов мінерального живлення, а тому можуть рости на грунтах з мінімальним вмістом азоту і зольних елементів. До оліготрофів належать смагни верхових боліт, рослини пісків, високогір’їв, які забезпечуються азотомі зольними елементами, що надходять з атмосферними опадами. Представниками оліготрофів є куничник наземний, костриця овеча, колосняк.

За вимогою до кальцію розрізняють такі групи рослин:

Кальцефіли – це вимогливі до кальцію рослини, які добре розвиваються на грунтах, багатих на вапно. До кальцефілів належать стоколос гіллястий, люцерна жовта, анемона лісова, сеслерія голубувата. Характерними ознаками кальцефілів – трав’яних рослин є низькорослість, подушкуватість, сланкуватість, ксероморфність будови.

Кальцефоби – рослини, які уникають грунтів, багатих на солі кальцію; для нормального їх розвитку досить в наявності кальцію в грунті в мінімальній кількості. Типовими кальцефобами є біловус, щучник, люпин багаторічний тощо.

Індиферентні – це рослини, які байдуже ставляться до вмісту солей кальцію в грунтовому розчині, тобто вони однаково розвиваються на грунтах із мінімальним вмістом кальцію і його надлишком (до 20% і більше). До індиферентних рослин належать буркун білий, роман напівфарбувальний.

За вимогливістю до азотного живлення рослини поділяються на дві групи: нітрофіли та нітрофоби. Нітрофіли – це рослини, які потребують багатого нітратного живлення. Типовими нітрофілами є лутига, щириця, хміль. Нітрофоби – це рослини, які уникають грунтів, багатих на нітратні та амонійні сполуки, і нормально розвиваються там, де вміст їх мінімальний. Такі рослини, як люпин, щучник, хвощ, куничник, перстач прямостоячий є індикаторами грунтів, бідних на азот.

На засолених грунтах розвивається специфічна галофільна рослинність.